【能源人都在看|4680电池资料——电池技术升级( 二 ) 【能源人都在看

图Tesla切跌极耳成品

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2.1.4全极耳带来的机遇
从以往2170电池的脉冲激光器点焊，到目前4680电池线或激光点阵，激光焊接工艺提升，可能会从原来的脉冲激光器变为连续激光器，整体造价增加。
2.2大电芯
2.2.1性能表现
4680电池较之前2170电池在直径和高度上具有提升，直径从27mm变为46mm ，高度从70mm变为80mm ，电芯厚度增加，曲率降低，空心部分更大。
2.2.2尺寸变大优势
1、降低电池成本：降低壳体在单位电池容量上的占比，结构件和焊接数量也显著减少（成本相比2170电池降低14%）。
2、提升能力密度：随着电池尺寸增大，电池组中电池数量减少，金属外壳占比减少，正极、负极等材料占比增加，能量密度提高。
3、bms系统更加省心：电池组中电池数量减少，对于电池的监测和状态分析更为简单。
4、结构强度增加，与CTC技术完美结合：4680尺寸更大结构强度更高，其作为结构电池成为车结构的一部分，既提供能源，也用作结构起支撑作用，节省了空间也减少了重量（10%），因此提升了续航里程（14%）。
2.2.3尺寸变大劣势
增加发热量：电池尺寸越大，发热越多，散热越难，因此热量控制更困难，电池爆炸产生的威力越大，为之前电池厂商想增加电池尺寸的最大瓶颈， Tesla通过全极耳技术进行了热稳定性能的突破。
2.2.4实际性能表现
随着电池尺寸增大，电池组中电池数量减少，金属外壳占比减少，正极、负极等材料占比增加，能量密度提高。与2170电池相比， 4680电池能量方面提高了5倍，目前续航里程的提升（16%）主要来自CTC技术（14%），随着材料体系的不断升级，电池能量密度有进一步提升空间。
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干电池技术
干电极技术可同时用在正负极上。
3.1传统湿法工艺
需要将材料放置溶液中，再进行干燥和压成膜：使用有粘合剂材料的溶剂，其中NMP（N-甲基吡咯烷酮）是其中一种常见溶剂，将具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后，将浆料涂在电极集电体上并干燥，其中溶剂有毒需回收，进行纯化和再利用，中间需要巨大、昂贵且复杂的电极涂覆机器。
3.2干电池工艺
干电极工艺彻底跳过加入溶液步骤，可省略繁复的涂覆，烘干等工艺，大幅简化生产流程：将活跃的正负极颗粒与聚四氟乙烯（PTFE）混合，使其纤维化，直接用粉末擀磨成薄膜压到铝箔或者铜箔上，制备出正负极片。
图：Tesla干电池工艺展示

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3.3干电池优势
1、工艺简单，节省成本：不采用溶剂，省去了昂贵的涂覆机。
2、提升生产效率：干电极技术使生产速度提升至以前的七倍。
3、增加电池能量密度：有溶剂的情况下，锂与混有锂金属的碳不能很好的彼此融合，有第一次循环容量损失问题，干电池技术会大大改善这种问题，从而提升电池能量密度。同时增加正极材料厚度，从55μm提升至60μm提升活跃电极材料比，使能量密度提升5%同时，保证功率密度。
3.4干电池工艺难点
目前工艺不成熟，电池要做厚，圆柱要卷起来，容易开裂。
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硅负极
4.1优势
1、理论能量密度更高：石墨负极理论最大电池容量372Wh/kg ，硅负极理论最大电池容量可达4200Wh/kg 。
2、安全性更好：硅的电压平台比石墨高，现在负极石墨都会产生锂枝晶，是因为它们的电压平台接近锂的析出电位，支晶刺破隔膜，正负极将发生短路，严重威胁电池安全。